JPH08302217A - 相溶化剤およびその製造方法 - Google Patents
相溶化剤およびその製造方法Info
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- JPH08302217A JPH08302217A JP7136012A JP13601295A JPH08302217A JP H08302217 A JPH08302217 A JP H08302217A JP 7136012 A JP7136012 A JP 7136012A JP 13601295 A JP13601295 A JP 13601295A JP H08302217 A JPH08302217 A JP H08302217A
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Abstract
リマーをアロイ化する。 【構成】 疎水性主鎖を有するとともに、活性水素原子
を含む官能基を有する疎水性化合物(1)と、下記式で
表されるビスオキサゾリン化合物(2)とを、互いに非
相溶の複数のポリマーを含む組成物に添加し、ポリマー
アロイを得る。 【化1】 (式中、Dは、置換基を有していてもよい、アルキレン
基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を示し、
R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異なって、水
素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又はアリ
ール基を示す。) 化合物(1)には、主鎖が脂肪族炭化水素基で構成さ
れ、カルボキシル基を有する分子量10000以下の化
合物(例えば、高級脂肪酸など)が含まれる。化合物
(1)と過剰量の化合物(2)とを反応させて相溶化剤
として使用してもよい。
Description
化させてポリマーアロイを得る上で有用な相溶化剤組成
物又は相溶化剤、この相溶化剤を製造する方法、並びに
前記相溶化剤組成物又は相溶化剤を用いたポリマーアロ
イの製造方法に関する。
現させるため、特性の異なるポリマーを混合して、アロ
イ化することが検討されている。このポリマーアロイに
おいては、通常、互いに非相溶の複数のポリマーが使用
され、得られたポリマーアロイは不均一ポリマー系を構
成する。
リマーは、一般に、耐衝撃性及び強靭性などの機械的特
性が劣る。そこで、ポリマーアロイにおいては、従来、
複数のポリマーの構成単位と同一又は近似する単位を含
むポリマーが添加されている。例えば、特開平3−76
743号公報には、特定のエンジニアリングプラスチッ
ク及びゴム強化スチレン系樹脂を含む組成物と、ビニル
オキサゾリンと芳香族ビニル単量体と他のビニル単量体
とのオキサゾリン変性共重合体とを含む熱可塑性樹脂組
成物が開示されている。
は、ポリエステルと、ビニルオキサゾリン又はグリシジ
ル基を有する単量体とスチレンとを共重合させた反応基
を有する芳香族ビニル系重合体と、ポリカーボネートと
を含む熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
は、芳香族カーボネート樹脂と、官能性弾性ポリマーと
を含む芳香族カーボネート組成物が開示されている。こ
の官能性弾性ポリマーは、反応性基を有するエチレンエ
ラストマーとオキサゾリンで官能化したポリスチレンと
の反応生成物とを含んでいる。
ゾリン変性共重合体などは、特定のポリマーをアロイ化
する上で有用である。しかし、オキサゾリン変性共重合
体などを用いる場合には、アロイ化できるポリマーの適
用範囲が狭いだけでなく、少量の添加でアロイ化するの
が困難である。
性主鎖の末端または側鎖にカルボキシル基などの活性水
素原子を含む官能基を有するポリマー(例えば、変性オ
レフィン系ポリマー)と、オキサゾリンとを反応させる
ことにより相溶化剤を製造する方法が開示されている。
この方法で得られた相溶化剤は、互いに非相溶のポリマ
ー組成物に少量添加することにより、ポリマーアロイを
得る上で有用である。しかし、相溶化剤を得るために
は、予め活性水素原子を含む官能基を有するポリマー
と、オキサゾリンとを反応させる必要があるため、相溶
化剤の設計に際して、ポリマー及びオキサゾリンの選択
幅が狭くなる可能性があるとともに、経済的に有利に、
互いに非相溶のポリマー組成物を簡便に相溶化させるこ
とが困難である。
と、2以上の分子鎖の末端カルボキシル基とのエステル
アミド結合により、高分子量のポリマーが生成すること
を利用して、経時変化や加水分解により分子量が低下し
た、互いに非相溶のスクラップ樹脂(ポリエステルやポ
リアミドなど)をビス−2−オキサゾリンとを反応させ
ることにより、ブロックコポリマーへ転換し、相溶系と
して再利用することも提案されている(「プラスチック
エージ」, 114-118頁, Mar. 1995)。英国特許142
6409号明細書には、紡糸のための溶融押し出し工程
で、ポリエステルが分解したり分子量が低下するのを抑
制するため、ビスオキサゾリンを、カルボキシル基を有
する高分子量のポリエステルに添加し、ポリエステルを
変性することが提案されている。しかし、これらの文献
には、ビス−2−オキサゾリン化合物を相溶化剤として
利用する方法については記載されていない。さらに、樹
脂が高分子量であるため、反応生成物の少量の添加によ
り、互いに非相溶の複数のポリマーをアロイ化すること
が困難である。
は、相溶性に乏しい広い範囲のポリマーに適用でき、添
加量が少量であっても複数のポリマーの特性が有効に発
現するポリマーアロイを得ることができる相溶化剤組成
物または相溶化剤およびその製造方法を提供することに
ある。
互いに非相溶の複数のポリマーを含むポリマー組成物を
効率よく改質できるポリマーアロイの製造方法を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的は、経済的に有
利に、しかも少量の添加で簡便かつ効率よくポリマーア
ロイを得ることができるポリマーアロイの製造方法を提
供することにある。
を達成するため鋭意検討の結果、互いに非相溶の複数の
ポリマーを含む組成物に、(1)活性水素原子を含む官
能基を有する疎水性ポリマーまたは疎水性化合物と、ビ
スオキサゾリンとを、反応させることなく、添加した
り、(2)活性水素原子を含む官能基を有する疎水性ポ
リマーまたは疎水性化合物に対して、過剰量のビスオキ
サゾリンを反応させ、オキサゾリン基が残存する反応生
成物を添加すると、複数のポリマーを含む組成物を改質
しアロイ化できることを見いだし、本発明を完成した。
水性主鎖を有するとともに、活性水素原子を含む官能基
を有する化合物と、下記式(I)
置換基を有していてもよいシクロアルキレン基又は置換
基を有していてもよいアリーレン基を示し、R1,
R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異なって、水素原
子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を
有していてもよいアリール基を示す。)で表されるビス
オキサゾリン化合物との組み合わせにより構成されてい
る。また、本発明の相溶化剤は、疎水性主鎖を有する化
合物の末端又は主鎖に、下記式(II)
基、又は活性水素原子を含む官能基を有する単量体の残
基を示し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異
なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル
基又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。D
は前記に同じ。)で表される置換基を有する。
鎖に、活性水素原子を含む官能基を有する化合物と、下
記式(I)
置換基を有していてもよいシクロアルキレン基又は置換
基を有していてもよいアリーレン基を示し、R1,
R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異なって、水素原
子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を
有していてもよいアリール基を示す。)で表される化合
物とを反応させ、オキサゾリン基を有する化合物を生成
させることにより製造できる。本発明の方法では、互い
に非相溶のポリマー組成物に、前記相溶化剤組成物また
は相溶化剤を添加することにより、ポリマーアロイを製
造する。
剤組成物は、(1)疎水性主鎖を有する化合物(以下、
単に疎水性化合物という場合がある)と(2)ビスオキ
サゾリン化合物とで構成される。[疎水性化合物(1)] 前記疎水性化合物(1)は疎水
性主鎖を有する限り、低分子量化合物であってもよく高
分子量化合物(ポリマー)であってもよい。なお、高分
子量の化合物は、分子量が比較的小さなオリゴマー領域
の重合体も含む。疎水性化合物の主鎖は、通常、主に炭
化水素基、好ましくは脂肪族炭化水素基で構成される場
合が多い。炭化水素基は飽和炭化水素基(例えば、メチ
レン、エチレン、プロピレン単位など)であってもよ
く、不飽和炭化水素基(例えば、ブタジエン単位など)
であってもよい。主鎖に占める炭化水素基の割合は、例
えば、50モル%以上、好ましくは70〜100モル
%、さらに好ましくは80〜100モル%程度である。
む官能基としては、例えば、フェノール性であってもよ
いヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、ア
ミノ基などが挙げられる。疎水性化合物は、同一の官能
基を有していてもよく、異なる複数の官能基を有してい
てもよい。好ましい官能基には、オキサゾリンに対する
活性の高い官能基、例えば、カルボキシル基及びアミノ
基、特にカルボキシル基が含まれる。さらに、主鎖が疎
水性である疎水性化合物は、親水性化合物であってもよ
いが、通常、疎水性であり水不溶性である場合が多い。
たは固体の低揮発性化合物(例えば、常圧での沸点が1
50℃以上の非揮発性化合物など)を使用する場合が多
く、分子量1000以下(好ましくは100〜750、
さらに好ましくは150〜750程度)の化合物を用い
る場合が多い。このような化合物の主鎖は、炭素数6〜
30(好ましくは炭素数8〜26、さらに好ましくは炭
素数10〜24)程度の脂肪族炭化水素基で構成されて
いる場合が多い。
化合物としては、例えば、炭素数10〜30程度の脂肪
族アルコール(例えば、ラウリルアルコール、テトラデ
シルアルコール、セチルアルコール、オクタデシルアル
コール、アラキルアルコール、セリルアルコール、メリ
シルアルコール、オレイルアルコールなど)、1,4−
ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの炭素
数4〜10程度の脂肪族ジオール、フェノール性ヒドロ
キシル基を有する化合物(例えば、フェノール、アルキ
ルフェノール(例えば、アルキル部分の炭素数が4〜2
0、好ましくは炭素数8〜14程度のアルキルフェノー
ル)など)などが挙げられる。好ましい疎水性低分子化
合物には、フェノール性ヒドロキシル基を有する化合物
(例えば、前記アルキルフェノールなど)が含まれる。
合物としては、例えば、前記脂肪族アルコールに対応す
るチオアルコールが例示できる。カルボキシル基を有す
る低分子量の疎水性化合物としては、例えば、炭素数6
以上のカルボン酸、例えば、カプロン酸、カプリル酸、
カプリン酸、ラウリン酸、ミリスミチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、ジオキシステアリン酸、ベヘン酸、
モンタン酸などのC6-30飽和脂肪酸、リンデル酸、パル
ミトオレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール
酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸、
エルカ酸などのC10-24 不飽和脂肪酸、マロン酸、コハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸などの炭素数4〜40程度の飽和多価
カルボン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、
シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸などの不飽和
多価カルボン酸、ダイマー酸などが例示される。これら
のカルボン酸は一種または二種以上使用できる。これら
のカルボン酸のうち、炭素数が6以上のカルボン酸、特
に脂肪族モノカルボン酸、中でも高級脂肪酸を使用する
場合が多い。高級脂肪酸の炭素数は、例えば、炭素数1
0〜26程度、中でも炭素数12〜24程度であるのが
好ましい。高級脂肪酸は、不飽和高級脂肪酸であっても
よいが、飽和高級脂肪酸が有利に使用される。
としては、例えば、カプリルアミン、ラウリルアミン、
ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミ
ン、オレイルアミンなどの第1級アミン、ジデシルアミ
ン、ジドデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジヘキ
サデシルアミン、ジオクタデシルアミンなどの第2級ア
ミン、ヘキサメチレンジアミンなどのジアミンなどが例
示できる。好ましいアミン化合物には、炭素数10〜2
6、好ましくは炭素数12〜24(例えば、炭素数12
〜18)程度の高級アミン、特に第1級アミンが含まれ
る。これらのアミン化合物も一種または二種以上使用で
きる。
異種の官能基を有する化合物、例えば、カルボキシル基
とアミノ基とを有する化合物、カルボキシル基とヒドロ
キシル基とを有する化合物なども含まれる。このような
化合物には、例えば、アミノカプロン酸、アミノウンデ
カン酸などの炭素数6〜18程度のアミノカルボン酸な
どが挙げられる。
異種の化合物を組み合わせて使用してもよい。
b) 高分子量の疎水性化合物(疎水性高分子)(1b)は、直
鎖状または分岐鎖状であってもよい。疎水性主鎖を有す
るポリマーの種類は特に制限されないが、オレフィン系
ポリマー、スチレン系ポリマー、アクリル系ポリマーな
どが挙げられる。好ましいポリマーはオレフィン系ポリ
マー及びスチレン系ポリマーである。
ン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテ
ン、4−メチル−1−ペンテンなどのオレフィン;1,
3−ブタジエン、イソプレンなどのジエンなどの重合性
単量体により得ることができる。スチレン系ポリマー
は、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単
量体などの重合性単量体により得ることができる。
単独または共重合体に限らず、前記重合性単量体と、共
重合可能な単量体との共重合体であってもよい。共重合
体の重合形態は特に制限されず、ランダム重合体、ブロ
ック共重合体、グラフト共重合体などのいずれであって
もよい。共重合可能な単量体としては、例えば、アクリ
ル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニトリ
ルなどのアクリル系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニルなどのビニルエステル単量体などが挙げられる。
共重合可能な単量体は1種または2種以上使用できる。
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン
−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体、ポリブテン、ポリブタジエ
ン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリイソ
ブチレン、ポリイソプレン、ポリメチルペンテンなどの
オレフィン系ポリマー;ポリスチレン、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合
体、スチレン−アクリロニトル−ブタジエン共重合体な
どのスチレン系ポリマー、これらの水素添加物などが挙
げられる。
が、少量の添加でアロイ化したり、変性効率を高めるた
めには、比較的低分子量であるのが有利である。このよ
うな低分子量ポリマーには、低分子量ポリエチレン、低
分子量ポリプロピレン、液状ポリプロピレン、液状ポリ
ブダシエン、ポリブテン、液状ポリイソブチレン、液状
ブチルゴムなどの低分子量又は液状ポリオレフィン;低
分子量スチレン系ポリマー;これらの水素添加物が含ま
れる。特に好ましいポリマーには、ポリエチレンなどの
オレフィン系ポリマーが含まれる。
の化合物と同様に、活性水素原子を含む官能基、例え
ば、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、
アミノ基などを有している。このような官能基は、前記
重合性単量体、必要に応じて前記共重合性単量体ととも
に、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基や
アミノ基を有する単量体を共重合することにより前記疎
水性主鎖を有するポリマーに導入できる。また、官能基
は、前記疎水性高分子の高分子反応により導入すること
もできる。
ば、アリルアルコール、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
トなどが含まれる。メルカプト基を有する単量体には、
上記ヒドロキシル基を有する単量体に対応する化合物が
含まれる。カルボキシル基を有する単量体には、例え
ば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン
酸、クロトン酸、10−ウンデシレン酸、ビニル安息香
酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、無水マレイン
酸などのエチレン性不飽和カルボン酸とその無水物など
が含まれる。アミノ基を有する単量体には、アミノスチ
レン、ビニルアミン、アリルアミンなどが含まれる。好
ましい単量体には、カルボキシル基およびアミノ基、特
にカルボキシル基が含まれる。
れたポリマーとしては、変性ポリオレフィン、例えば、
エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、プロピレン−
(メタ)アクリル酸共重合体、カルボキシル変性ポリオ
レフィン(例えば、エチレン−無水マレイン酸共重合
体、エチレン−(メタ)アクリル酸−無水マレイン酸共
重合体)などが挙げられる。
キシル基、アミノ基を導入する方法としては慣用の方法
が採用できる。例えば、ヒドロキシル基は、酢酸ビニル
やエチレンカルボナートの共重合と加水分解反応、オレ
フィン系ポリマーなどの酸化反応により生成したカルボ
ニル基やカルボキシル基の還元反応などにより導入で
き、ポリマーが不飽和結合を有する場合にはフリーデル
クラフツ反応によるフェノールの導入やフリーデルクラ
フツ反応による酢酸の導入と加水分解反応により導入で
きる。カルボキシル基は、酸化反応や熱分解反応、過酸
化物を用いた加熱処理、ポリマーが不飽和結合を有する
場合には過酸化物の存在下での無水マレイン酸との反応
により導入できる。アミノ基は、N−ビニルホルムアミ
ドの共重合と加水分解反応により導入できると共に、カ
ルボキシル基を有するポリマーを酸クロライドとし、p
−フェニレンジアミンなどのジアミンと反応させること
によっても生成させることができる。
に制限されないが、例えば、重量平均分子量500〜2
50000、好ましくは700〜100000、さらに
好ましくは1000〜25000程度である。特に好ま
しいポリマーには、分子量1000〜25000程度
(例えば、分子量1000〜10000、好ましくは1
000〜5000程度)の比較的低分子量のポリマーが
含まれる。
(I)で表されるビスオキサゾリン化合物(2)におい
て、Dのアルキレン基としては、例えば、C1-10アルキ
レン基(例えば、メチレン、エチレン、トリメチレン、
プロピレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサ
メチレン基など)などが挙げられる。シクロアルキレン
基には、例えば、C5-10シクロアルキレン基(例えば、
1,3−シクロペンチレン、1,3−シクロヘキシレ
ン、1,4−シクロヘキシレン基など)などが含まれ
る。アリーレン基には、C6-12アリーレン基(例えば、
1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、1,5−ナ
フチレン、2,5−ナフチレン基など)などが含まれ
る。
アリーレン基は置換基を有していてもよい。このような
置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ
素、塩素、臭素原子など)、アルキル基(例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、s−ブチル、t−ブチルなどの炭素数1〜6程度
のアルキル基など)、アルコキシ基(例えば、メトキ
シ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ
などの炭素数1〜6程度のアルコキシ基など)などが挙
げられる。
いアリール基、特に置換基を有していてもよいフェニレ
ン基(例えば、1,3−フェニレン基または1,4−フ
ェニレン基など)が含まれる。
およびR4 で表されるアルキル基には、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル基
などのC1-10アルキル基が例示される。好ましいアルキ
ル基には、炭素数1〜6程度の低級アルキル基、特に炭
素数1〜4の低級アルキル基(例えば、特にメチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基など)が含まれ
る。アリール基には、フェニル、1−ナフチル、2−ナ
フチル基などが含まれる。
有していてもよい。置換基を有するアルキル基には、例
えば、ジクロロメチル、トリクロロメチル、トリフルオ
ロメチル、2,2,2−トリクロロエチル、2,2,2
−トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチルなどのハ
ロゲン化C1-4 アルキル基などが含まれる。置換基を有
するアリール基には、例えば、2−クロロフェニル、3
−クロロフェニル、4−クロロフェニル、2,4−ジク
ロロフェニル、3,5−ジクロロフェニル基などのハロ
ゲン原子を有するフェニル基、2−メチルフェニル、3
−メチルフェニル、4−メチルフェニル、2,4−ジメ
チルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、4−エチル
フェニル基などのC1-4 アルキル−フェニル基、2−メ
トキシフェニル、3−メトキシフェニル、4−メトキシ
フェニル、2,4−ジメトキシフェニル、3,5−ジメ
トキシフェニル、4−エトキシフェニル基などのC1-4
アルコキシ−フェニル基などが挙げられる。
は、水素原子又はC1-4 アルキル基が含まれる。特に、
R1 及びR2 の少くとも一方(特にR2 )は水素原子、
R3 及びR4 の少くとも一方(特にR4 )は水素原子で
あるのが好ましい。さらに好ましくは、R1 ,R2 ,R
3 およびR4 はいずれも水素原子である。
記式(Ia)で表される化合物が含まれる。
て、水素原子又はC1-4アルキル基を示す) 前記式(Ia)で表される化合物として、R1 ,R2 ,R
3 及びR4 が水素原子である化合物を用いる場合が多
い。
しい化合物の具体例としては、例えば、1,6−ビス
(1,3−オキサゾリ−2−イル)ヘキサン、1,8−
ビス(1,3−オキサゾリ−2−イル)オクタン、1,
10−ビス(1,3−オキサゾリ−2−イル)デカン、
1,3−ビス(1,3−オキサゾリ−2−イル)シクロ
ヘキサン、1,4−ビス(1,3−オキサゾリ−2−イ
ル)シクロヘキサン、2,2′−(1,3−フェニレ
ン)−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−(1,4
−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′
−(1,2−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリ
ン)、2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス(4−
メチル−2−オキサゾリン)、2,2′−(1,4−フ
ェニレン)−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、
2,2′−(1,2−フェニレン)−ビス(5−メチル
−2−オキサゾリン)、2,2′−(1,3−フェニレ
ン)−ビス(5−メチル−2−オキサゾリン)、2,
2′−(1,4−フェニレン)−ビス(5−メチル−2
−オキサゾリン)、2,2′−(1,3−フェニレン)
−ビス(4−メチルフェニル−2−オキサゾリン)、
2,2′−(1,4−フェニレン)−ビス(4−メチル
フェニル−2−オキサゾリン)、2,2′−(1,3−
フェニレン)−ビス(4−クロロフェニル−2−オキサ
ゾリン)、2,2′−(1,4−フェニレン)−ビス
(4−クロロフェニル−2−オキサゾリン)などが挙げ
られる。前記式(I)で表されるビスオキサゾリン化合
物は一種または二種以上使用できる。なお、ビスオキサ
ゾリン化合物(2)は、慣用の方法、例えば、脂肪酸又
はそのメチルエステルとエタノールアミンとを触媒の存
在下で反応させ、複素5員環化合物を生成させる方法
(「プラスチック エージ」, 114頁, Mar. 1995)に準
じて、前記式(I)においてXに対応するジカルボン酸
又はその低級アルキルエステルとエタノールアミン又は
その誘導体とを反応させ、複素5員環化合物を生成させ
ることにより得ることができる。
物(1)とビスオキサゾリン化合物(2)との割合は、
疎水性化合物及びその官能基の種類などに応じて、疎水
性化合物(1)の活性水素原子を有する官能基1モルに
対して、ビスオキサゾリン化合物(2)0.1〜5モ
ル、好ましくは0.5〜3モル、さらに好ましくは0.
7〜2モル程度の範囲から選択できる。通常、活性水素
原子を有する官能基に対してオキサゾリン基が過剰とな
る量、例えば、疎水性化合物(1)の活性水素原子を有
する官能基1モルに対して、ビスオキサゾリン化合物
(2)0.7〜1.5モル、好ましくは0.8〜1.3
モル、さらに好ましくは0.9〜1.2モル程度である
場合が多い。
(1)とビスオキサゾリン化合物(2)との組み合わせ
により構成されていればよく、上記成分(1)及び
(2)の均一な混合物であってもよい。
水性化合物(1)とビスオキサゾリン化合物(2)とを
予め反応させることなく、互いに非相溶の複数のポリマ
ーを含む組成物にそれぞれの成分を単に添加し、溶融混
合するという簡単な操作で前記非相溶のポリマーをアロ
イ化できる。なお、複数のポリマーの相溶化は、前記溶
融混合過程で生じるものと思われる。そのため、互いに
非相溶のポリマーの組み合わせに応じて、疎水性化合物
(1)とビスオキサゾリン化合物(2)との反応により
相溶化剤を調製する場合に比べて、相溶化剤の設計の自
由度、材料の選択幅が大きくなるとともに、相溶化剤を
効率よく設計できる。
化合物(1)とビスオキサゾリン化合物(2)とを反応
させ、反応生成物を相溶化剤として使用してもよい。こ
のような相溶化剤は、疎水性主鎖を有する化合物の末端
又は主鎖に、下記式(II)で表される置換基を有する。
基、又は活性水素原子を含む官能基を有する単量体の残
基を示し、R1 ,R2 ,R3 ,R4 及びDは前記に同
じ。) 式(II)で表される置換基を有する相溶化剤は、前記疎
水性化合物(1)とビスオキサゾリン化合物(2)との
反応生成物に対応する。前記式(II)において、Xは、
前記疎水性化合物(1)の官能基から活性水素原子を除
いた残基、すなわち、酸素原子、硫黄原子、COO基、
NH基、又は活性水素原子を含む官能基を有する単量体
(例えば、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシ
ル基やアミノ基を有する単量体)の残基に相当する。単
量体の残基Xは、前記共重合性単量体のグラフト重合や
共重合に由来する場合が多い。好ましいXには、通常、
共重合反応や高分子反応により導入された官能基に由来
する酸素原子、COO基およびNH基、特にCOO基が
含まれる。
合物(1a)(1b)の末端及び/又は側鎖を構成する。好
ましい置換基は、低分子量の疎水性化合物(1a)におい
ては、少くとも末端に結合し、高分子量の疎水性化合物
(1b)においては、少なくとも側鎖に結合している場合
が多い。
表される化合物が含まれる。
る炭化水素基を示し、Zは不飽和結合を有していてもよ
く、XはCOO基を示し、a/(a+b)=0.1〜2
0モル%である。R1 ,R2 ,R3 及びR4 は、水素原
子又はC1-4 アルキル基を示し、R1 及びR2 の少くと
も一方は水素原子、R3 及びR4 の少くとも一方は水素
原子である。) 前記式(III)で表される化合物は、前記高分子量の疎
水性化合物(1b)とビスオキサゾリン化合物(2)との
反応生成物に対応する。ポリマーの主鎖がオレフィン系
ポリマーで構成されている場合、前記YはCn H
2n-1(nは1〜4の整数を示す)で表され、ZはCn H
2n又はCn H2n-2(nは前記に同じ)で表される。前記
式(III)で表される高分子量の相溶化剤において、好
ましいa/(a+b)は0.5〜10モル%、特に0.
5〜7モル%程度である。
V)で表される化合物も含まれる。
はCOO基を示し、R1,R2 ,R3 及びR4 は、水素
原子又はC1-4 アルキル基を示し、R1 及びR2の少く
とも一方は水素原子、R3 及びR4 の少くとも一方は水
素原子である。) 前記式(IV)で表される化合物は、前記低分子量の疎水
性化合物(1a)とビスオキサゾリン化合物(2)との反
応生成物に対応する。
R1 ,R2 ,R3 及びR4 のアルキル基としては、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、s−ブチル、t−ブチル基が挙げられる。好まし
いアルキル基には、メチル、エチル基、特にメチル基が
含まれる。好ましいR1 及びR3 は水素原子またはC
1-4アルキル基(特にメチル基)であり、好ましいR2
及びR4 は水素原子である。
数のポリマー組成物に添加すると、疎水性主鎖と、残存
するオキサゾリン基またはアミド結合とにより、マトリ
ックスポリマー中に相分散させ有効に相溶化できる。
例えば、疎水性主鎖の末端又は側鎖に、活性水素原子を
含む官能基を有する疎水性化合物(1)と、前記式
(I)で表されるビスオキサゾリン化合物(2)とを反
応させ、オキサゾリン基を有する化合物を生成させるこ
とにより製造できる。前記疎水性化合物(1)には、前
記の通り、低分子量の疎水性化合物(1a)と高分子量の
疎水性化合物(1b)とが含まれる。低分子量の疎水性化
合物(1a)を用いると、反応効率、反応操作性を向上さ
せることができるので有利である。
は、疎水性化合物及びその官能基の種類などに応じて選
択でき、通常、疎水性化合物(1)の活性水素原子を有
する官能基に対してオキサゾリン基が過剰モルとなる
量、例えば、疎水性化合物(1)の活性水素原子を有す
る官能基1モルに対して、ビスオキサゾリン化合物
(2)0.7〜10モル(例えば、0.75〜5モ
ル)、好ましくは0.8〜5モル(例えば、0.85〜
3モル)、さらに好ましくは0.9〜3モル(例えば、
0.9〜1.5モル)程度である。なお、反応成分であ
るビスオキサゾリン化合物は、反応溶媒として用いるこ
ともできる。
ン化合物(2)との反応は、触媒の不存在下で行なって
もよく、前記触媒の存在下で行なってもよい。反応は、
溶媒の不存在下で行なってもよく、反応に不活性な溶媒
の存在下、均一系又は懸濁乃至分散系で行なってもよ
い。溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オク
タンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシ
クロヘキサンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素;塩化メチル、塩化
メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレンなどのハ
ロゲン化炭化水素;酢酸エチルなどのエステル類;アセ
トン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジエチルエ
ーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフランなどのエーテル類;N−メチルピロリド
ン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミドなどの含窒
素化合物;およびこれらの混合溶媒が挙げられる。
ましくは80〜120℃程度の範囲から選択でき、溶媒
を用いる場合、反応温度は、溶媒の還流温度で行なうこ
とができる。反応は、通常、窒素、ヘリウム、アルゴン
などの不活性雰囲気中、攪拌しながら行なわれる。反応
終了後、必要に応じて、濃縮、乾固、溶剤分別法などの
慣用の方法により相溶化剤を得ることができる。
成物の改質方法)]前記相溶化剤組成物及び相溶化剤
は、広い範囲のポリマーの相溶化に利用でき、互いに非
相溶のポリマー組成物に添加混合して相溶化し、ポリマ
ーアロイを得る上で有用である。前記ポリマーとして
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン
−プロピレン共重合体、ポリ(4−メチル−ペンテン−
1)などのポリオレフィン;ポリメタクリル酸メチルな
どのアクリル系ポリマー;ポリスチレン、スチレン−メ
タクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリル−スチレ
ン共重合体、アクリロニトリル−ブタシエン−スチレン
ブロック共重合体などのスチレン系ポリマー;ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど
のポリエステルやポリアリレート;ナイロン6、ナイロ
ン66、ナイロン610などのポリアミド;ポリアセタ
ール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポ
リフェニレンスルフィド;ポリサルホン;ポリエーテル
サルホン;ポリエーテルエーテルケトン;ポリオキシベ
ンジレン;ポリアミドイミドなどが挙げられる。なお、
ポリマーアロイ化に際しては、熱可塑性エラストマー、
熱硬化性樹脂などの他の成分を併用してもよい。
ニアリングプラスチックのポリマーアロイ化、例えば、
ポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマーと、ポリエ
ステルやポリアミドなどとのポリマーアロイ化にも利用
できる。
は、少量の添加量で複数のポリマーを相溶化できるとい
う特色がある。相溶化剤組成物及び相溶化剤の添加量
は、ポリマーの種類、疎水性化合物(1)の種類、所望
する特性などに応じて選択でき、例えば、ポリマー組成
物100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ま
しくは0.05〜5重量部程度の範囲から選択できる。
より詳細には、前記相溶化剤組成物の使用量は、通常、
ポリマー組成物の総量100重量部に対して前記疎水性
化合物(1)0.01〜5重量部(好ましくは0.05
〜3重量部、さらに好ましくは0.1〜2重量部)程
度、ビスオキサゾリン化合物(2)0.001〜5重量
部(好ましくは0.01〜3重量部、さらに好ましくは
0.05〜2重量部)程度である。相溶化剤の使用量
は、通常、ポリマー組成物の総量100重量部に対して
0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜10重量
部、さらに好ましくは0.5〜5重量部程度である。
数のポリマーと相溶化剤組成物又は相溶化剤とを、溶融
混練などの慣用の方法によりポリマーブレンドすること
により調製できる。アロイ化したポリマー組成物は、慣
用の成形法、例えば、射出成形法、押出し成形法などに
より所定の形状に成形される。
は、互いに非相溶の複数のポリマーを含むポリマー組成
物に前記相溶化剤組成物又は相溶化剤を添加混合し、加
熱溶融することにより前記複数のポリマーを相溶化でき
るため、ポリマー組成物の相溶化方法、又はポリマー組
成物の改質方法と言うこともできる。
は、広い範囲のポリマーに適用でき、添加量が少量であ
ってもポリマーアロイを得ることができる。そのため、
相溶化剤組成物又は相溶化剤を用いたポリマーアロイで
は、相溶性に乏しい複数のポリマーの特性が有効に発現
する。さらに、疎水性化合物(1)とビスオキサゾリン
化合物(2)とで構成された相溶化剤組成物は、反応さ
せることなくポリマー組成物に添加するだけで、ポリマ
ー組成物を経済的に有利に改質でき、安価であるととも
に、互いに非相溶の複数のポリマーの相溶化において、
相溶化剤組成物の選択幅及び自由度が大きい。本発明の
方法によれば、前記の如き優れた特性を有する相溶化剤
を、疎水性主鎖を有する化合物とビスオキサゾリン化合
物とを反応させるという簡単な方法で得ることができ
る。さらに、本発明の製造方法では、互いに非相溶の複
数のポリマーを含むポリマー組成物に添加するだけでポ
リマー組成物を改質でき、ポリマーアロイを効率よく製
造できる。また、相溶化剤組成物を添加する場合には、
疎水性化合物(1)とビスオキサゾリン化合物(2)と
を反応させることなく、それぞれの成分をポリマー組成
物に添加するという簡単な操作であっても、効率よくポ
リマーアロイを得ることができ、経済的に有利である。
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、ラウリン酸(日本油脂(株)製,NAA−
122,分子量200.3)0.48重量部と2,2′
−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)
(武田薬品工業(株)製,1,3−BPO,分子量21
6.2)0.42重量部とを添加し、単軸スクリュー押
出し機により200〜260℃で溶融混練し、成形する
ことによりポリマーアロイを得た。得られた成形品の断
面を電子顕微鏡で観察したところ、図1に示されるよう
に、ミクロ相がマトリックス中に均一に分散しており、
相溶化効果が認められた。
品を得た。得られた成形品の断面を電子顕微鏡で観察し
たところ、図2に示されるように、ポリマー成分の相分
離が認められた。
成形品の機械的強度をJIS K−7113に準じて測
定したところ、表に示す結果を得た。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、ラウリン酸(日本油脂(株)製,NAA−
122,分子量200.3)1重量部を添加し、単軸ス
クリュー押出し機により200〜260℃で溶融混練
し、成形した。得られた成形品の断面を電子顕微鏡で観
察したところ、図3に示されるように、ポリマー成分の
相分離が認められた。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス
(2−オキサゾリン)(武田薬品工業(株)製,1,3
−BPO,分子量216.2)1重量部を添加し、単軸
スクリュー押出し機により200〜260℃で溶融混練
し、成形した。得られた成形品の断面を電子顕微鏡で観
察したところ、図4に示されるように、ポリマー成分の
相分離が認められた。
量200.3)0.48重量部と2,2′−(1,3−
フェニレン)−ビス(2−オキサゾリン)(武田薬品工
業(株)製,1,3−BPO,分子量216.2)0.
42重量部とを、窒素ガス雰囲気下、溶媒を使用するこ
となく150℃で撹拌しながら反応させ、末端にオキサ
ゾリン基が導入されたアミド結合を有する反応生成物を
得た。
05)50重量部とポリブチレンテレフタレート(日本
ジーイープラスチックス(株)製,バロックス310)
50重量部との混合物に、上記反応生成物0.9重量部
を添加し、実施例1と同様にして成形品を得た。そし
て、成形品の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図1
と同様にミクロ相が均一であり、相溶化していることが
認められた。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、ミリスチン酸(日本油脂(株)製,NAA
−142,分子量228.4)0.51重量部と2,
2′−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリ
ン)(武田薬品工業(株)製,1,3−BPO,分子量
216.2)0.49重量部とを添加し、実施例1と同
様に成形することによりポリマーアロイを得た。得られ
た成形品の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図5に
示されるように、均一であり、ポリマー成分が相溶化し
ていた。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、パルミチン酸(日本油脂(株)製,NAA
−160,分子量256.4)0.54重量部と2,
2′−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリ
ン)(武田薬品工業(株)製,1,3−BPO,分子量
216.2)0.46重量部とを添加し、実施例1と同
様に成形することによりポリマーアロイを得た。得られ
た成形品の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図6に
示されるように、均一であり、ポリマー成分が相溶化し
ていた。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、ステアリン酸(日本油脂(株)製,NAA
−180,分子量284.5)0.57重量部と2,
2′−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オキサゾリ
ン)(武田薬品工業(株)製,1,3−BPO,分子量
216.2)0.43重量部とを添加し、実施例1と同
様に成形することによりポリマーアロイを得た。得られ
た成形品の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図7に
示されるように、均一であり、ポリマー成分が相溶化し
ていた。
量部とポリブチレンテレフタレート(日本ジーイープラ
スチックス(株)製,バロックス310)50重量部と
の混合物に、酸化型低密度ワックス[三洋化成(株)
製、サンワックスE−310、平均分子量2000、酸
価22(COOH基濃度:29×10-5モル/g)]
0.94重量部と2,2′−(1,3−フェニレン)−
ビス(2−オキサゾリン)(武田薬品工業(株)製,
1,3−BPO,分子量216.2)0.058重量部
とを添加し、実施例1と同様に成形することによりポリ
マーアロイを得た。得られた成形品の断面を電子顕微鏡
で観察したところ、図8に示されるようにミクロ相が均
一に分散し、ポリマー成分が相溶化していた。
スE−310、平均分子量2000、酸価22(COO
H基濃度:29×10-5モル/g)]0.94重量部
と、2,2′−(1,3−フェニレン)−ビス(2−オ
キサゾリン)(武田薬品工業(株)製,1,3−BP
O,分子量216.2)0.058重量部とを、窒素ガ
ス雰囲気下、150℃で撹拌しながら反応させることに
より、末端にオキサゾリン基が残存するアミド結合を有
する化合物が得られた。このような化合物が生成してい
ることは、FT−IRにより、オキサゾリン環に起因す
る1650cm-1近傍の吸収とカルボン酸に起因する1
720cm-1近傍の吸収が減少し、アミド基に起因する
1550cm-1近傍の吸収が増加することから確認され
た。
製,J205)50重量部とポリブチレンテレフタレー
ト(日本ジーイープラスチックス(株)製,バロックス
310)50重量部との混合物に、上記反応生成物1.
0重量部を添加し、実施例1と同様に成形することによ
りポリマーアロイを得た。得られた成形品の断面を電子
顕微鏡で観察したところ、図1及び図8と同様に透明で
均一な相が認められ、ミクロ相がマトリックス中に均一
に分散した相溶性が良好なポリマーアロイが得られた。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
電子顕微鏡写真(図面代用写真)である。
Claims (10)
- 【請求項1】 疎水性主鎖を有するとともに、活性水素
原子を含む官能基を有する化合物と、下記式 【化1】 (式中、Dは、置換基を有していてもよいアルキレン
基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基又は
置換基を有していてもよいアリーレン基を示し、R1 ,
R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異なって、水素原
子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を
有していてもよいアリール基を示す。)で表されるビス
オキサゾリン化合物とを含む相溶化剤組成物。 - 【請求項2】 主鎖が脂肪族炭化水素基で構成され、カ
ルボキシル基を有する分子量10000以下の化合物
と、下記式 【化2】 (式中、R1 ,R2 ,R3 及びR4 は、同一又は異なっ
て、水素原子又はC1-4アルキル基を示す。)で表され
るビスオキサゾリン化合物とを含む請求項1記載の相溶
化剤組成物。 - 【請求項3】 ビスオキサゾリン化合物の割合が、疎水
性主鎖を有する化合物の活性水素原子を含む官能基1モ
ルに対して0.1〜5モルである請求項1又は2記載の
相溶化剤組成物。 - 【請求項4】 疎水性主鎖を有する化合物の末端又は主
鎖に、下記式 【化3】 (式中、Xは、酸素原子、硫黄原子、COO基、NH
基、又は活性水素原子を含む官能基を有する単量体の残
基を示し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異
なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル
基又は置換基を有していてもよいアリール基を示す。D
は前記に同じ。)で表される置換基を有する相溶化剤。 - 【請求項5】 下記式 【化4】 (式中、Y1 及びZはそれぞれポリマーの主鎖を構成す
る炭化水素基を示し、Zは不飽和結合を有していてもよ
く、XはCOO基を示し、a/(a+b)=0.1〜2
0モル%である。R1 ,R2 ,R3 及びR4 は、水素原
子又はC1-4 アルキル基を示し、R1 及びR2 の少くと
も一方は水素原子、R3 及びR4 の少くとも一方は水素
原子である。)又は下記式 【化5】 (式中、Y2 は炭素数6〜30の脂肪族炭化水素基を示
す。X,R1 ,R2 ,R3 及びR4 は前記に同じ)で表
される請求項4記載の相溶化剤。 - 【請求項6】 疎水性主鎖の末端又は側鎖に、活性水素
原子を含む官能基を有する化合物と、下記式 【化6】 (式中、Dは置換基を有していてもよいアルキレン基、
置換基を有していてもよいシクロアルキレン基又は置換
基を有していてもよいアリーレン基を示し、R1,
R2 ,R3 およびR4 は、同一又は異なって、水素原
子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を
有していてもよいアリール基を示す。)で表される化合
物とを反応させ、オキサゾリン基を有する請求項4記載
の化合物を生成させる相溶化剤の製造方法。 - 【請求項7】 互いに非相溶のポリマー組成物に、請求
項1〜6のいずれかの項に記載の相溶化剤組成物または
相溶化剤を添加するポリマーアロイの製造方法。 - 【請求項8】 オレフィン系ポリマーと、このポリマー
に対して非相溶のポリマーとを含むポリマー組成物に、
請求項1〜6のいずれかの項に記載の相溶化剤組成物ま
たは相溶化剤を添加するポリマーアロイの製造方法。 - 【請求項9】 相溶化剤組成物又は相溶化剤の添加量
が、ポリマー組成物100重量部に対して0.01〜1
0重量部である請求項7又は8記載のポリマーアロイの
製造方法。 - 【請求項10】 ビスオキサゾリン化合物の割合が、疎
水性主鎖を有する化合物の活性水素原子を含む官能基1
モルに対して0.5〜3モルである相溶化剤組成物を、
ポリマー組成物100重量部に対して0.05〜5重量
部添加する請求項9記載のポリマーアロイの製造方法。
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